热处理手册第4卷热处理质量检验和技术数据第5版_中国机械工程学会热处理分会_9787111731214

本手册是一部热处理专业的综合工具书，共4卷。本卷是第4卷，共13章，内容包括：硬度检验、表面硬化层深度测定、材料化学成分的检验、宏观组织检验与断口分析、显微组织分析与检验、热处理金相检验与评级、力学性能试验、无损检测、残余应力的测定、合金相分析及相变过程测试、金属腐蚀与防护试验、热处理常用基础数据、热处理常用工艺数据。本手册由中国机械工程学会热处理分会组织编写，内容系统全面，具有一定的权wei性、科学性、实用性、可靠性和先进性。

《中国热处理与表层改性技术路线图》指出，热处理与表层改性赋予先进材料极限性能，赋予关键构件极限服役性能。热处理与表层改性是先进材料和机械制造的核心技术、关键技术、共性技术和基础技术，属于国家核心竞争力。践行该路线图应该结合我国经济发展的大环境变化和制造转型升级的发展要求，以关键构件的可靠性、服役寿命和结构重量三大问题为导向，以绿色化、精密化、智能化、标准化为着力点，通过关键构件热处理技术领域的创新，助推我国从机械制造大国迈向机械制造强国。
热处理作为机械制造工业中的关键工艺之一，对发挥材料潜力、延长关键零部件服役寿命和推动整体制造业的节能减碳和高质量发展起着关键作用。为了促进行业技术进步，交流和推广先进经验，指导工艺操作，1972年，第一机械工业部机械科学研究院组织国内从事热处理的大专院校、研究院所和重点企业的专业技术人员，启动了《热处理手册》的编写工作，手册出版后深受广大读者欢迎。时至今日，《热处理手册》已修订四次。
在第4版《热处理手册》出版的十几年间，国内外热处理技术飞速发展，涌现出许多先进技术、装备，以及全过程质量管理方法和要求，因此，亟须对《热处理手册》进行再次修订，删除陈旧过时的内容，补充先进典型技术，满足企业生产和行业技术发展的需要，切实发挥工具书的作用。鉴于此，中国机械工程学会热处理分会组织国内专家和学者自2020年5月起，按照实用性、系统性、先进性和高标准的原则开展修订工作，以求达到能正确指导生产、促进技术进步的目的。
本次修订，重点体现以下几方面：
在实用性方面，突出一个用字，做到应用为重，学用结合。体现基础理论、基础工艺、基础数据、基本方法、典型案例、现行标准的有机结合。
在系统性方面，突出一个全字，包括材料、组织、工艺、性能、应用，材料热处理、零件热处理，质量控制与质量检验、质量问题与分析，设备设计、选用、操作、维护，能源、安全、环保，标准化等，确保体系清晰，有用好用。
在先进性方面，突出一个新字，着重介绍新材料、新工艺、新设备、新理念、新标准、新零件、前沿理论与技术。
在高标准方面，突出一个高字，要求修订工作者以高度的责任感、使命感总结编写高质量、高水平、高参考价值的技术资料。
此次修订的体例与前4版保持了一定的继承性，但在章节内容上根据近年来国内新兴行业的发展和各行业热处理技术发展状况，结合我国热处理企业应用的现状做了符合实际的增删，增加了许多新内容，其中的技术信息主要来自企业和科研单位的实用数据，可靠真实。修订后的手册将成为一套更加适用的热处理工具书，对机械工业提高产品质量，研发新产品起到积极的作用。
本卷为《热处理手册》的第4卷，与第4版相比，主要做了以下变动：
由第4版的11章修订为13章。将第4版热处理质量管理和热处理过程中的质量控制两章合并移至第2卷。将原来第6章力学性能试验中的硬度试验部分移出，修订为第1章硬度检验，重点介绍了各类硬度试验方法及选用原则。新增了第2章表面硬化层深度测定，该章介绍了渗碳、渗氮硬化层及表面淬火硬化层深度的概念及测定方法；新增了第6章热处理金相检验与评级，纳入了低、中碳钢和中碳合金钢、热作模具钢、高碳高合金冷作模具钢、高速工具钢、感应淬火、渗碳淬火回火、渗氮层、渗硼层和渗金属金相检验及组织评级等内容。考虑到原来的热处理常用数据一章篇幅较大，为了便于读者查阅，将该章分为了第12章热处理常用基础数据和第13章热处理常用工艺数据两章。对其他章节内容进行了修订，并重新编写了第9章残余应力的测定。
本手册由徐跃明担任总主编，本卷由单智伟、李俏、周根树担任主编，参加编写的人员有：杨祯、王迪、胡小丽、刘国永、孙明正、陈忠颖、陆慧、董婷、席生岐、何斌锋、高圆、任颂赞、韩永珍、李枝梅、付琴琴、牛靖、潘希德、姜传海、杨传铮、柳永宁、薛玉娜、任颖、朱嘉、苏苗。
第5版手册的修订工作得到了各有关高等院校、研究院所、企业及机械工业出版社的大力支持，在此一并致谢。同时，编委会对为历次手册修订做出贡献的同志表示衷心的感谢！

中国机械工程学会热处理分会
《热处理手册》第5版编委会

前言
第1章硬度检验1
1.1硬度试验方法分类与选用原则1
1.1.1硬度试验方法分类1
1.1.2硬度试验方法选用原则2
1.2硬度试验方法3
1.2.1布氏硬度试验3
1.2.2洛氏硬度试验16
1.2.3维氏硬度和努氏硬度试验19
1.2.4肖氏硬度试验23
1.2.5里氏硬度试验24
1.2.6超声接触阻抗法25
1.3硬度检测前工件或试样的氧化脱碳层处理25
1.4硬度与强度及各种硬度之间的换算关系26
参考文献31
第2章表面硬化层深度测定32
2.1表面硬化层深度测定通则32
2.1.1试样选取及试样制备32
2.1.2硬度梯度的测定32
2.2钢件渗碳或碳氮共渗淬火硬化层深度测定33
2.2.1渗碳淬火硬化层深度的定义33
2.2.2硬度法测定硬化层深度33
2.2.3渗碳淬火硬化层深度测定结果表示方法33
2.2.4金相法测定渗碳淬火硬化层深度33
2.2.5浅渗碳硬化层深度测定34
2.3钢件渗氮层深度测定34
2.3.1渗氮层深度的定义34
2.3.2硬度法测定渗氮层深度34
2.3.3金相法测定渗氮层深度34
2.4钢件表面淬火硬化层深度的测定34
2.4.1表面淬火硬化层深度的定义34
2.4.2硬度法测定表面淬火硬化层深度35
2.4.3金相法测定表面淬火硬化层深度35
2.5钢件渗金属渗层深度的测定35
2.5.1渗层深度及渗层界面线35
2.5.2渗金属层深度金相测定法36
2.6钢铁材料渗硼层深度的测定36
参考文献37
第3章材料化学成分的检验38
3.1钢的火花检验38
3.1.1火花的形成及结构38
3.1.2检验设备与操作39
3.1.3钢的成分与火花特征39
3.2光谱分析44
3.2.1原子吸收光谱分析44
3.2.2原子荧光光谱分析45
3.2.3原子发射光谱分析45
3.2.4X射线荧光光谱分析46
3.2.5红外光谱分析46
3.3微区化学成分分析47
3.3.1X射线能量色散谱分析47
3.3.2俄歇电子能谱分析47
3.3.3X射线光电子能谱分析48
3.3.4探针显微分析49
3.3.5穆斯堡尔谱分析53
参考文献54
第4章宏观组织检验与断口分析55
4.1宏观检验55
4.1.1酸蚀检验55
4.1.2印痕法检验60
4.1.3着色渗透检验61
4.2断口分析62
4.2.1断口试样的选择62
4.2.2断口试样的清洗64
4.2.3断口试样的保存65
4.3宏观断口分析66
4.3.1断裂分类66
4.3.2各类断口形貌特征68
4.3.3裂纹源位置及裂纹扩展方向的判别70
4.4显微断口分析71
4.4.1显微断口分析方法71
4.4.2断口显微形貌特征72
4.4.3断口显微形貌与显微组织的关系74
4.4.4断口的典型显微形貌特征举例75
4.5失效分析77
4.5.1失效的定义与类型77
4.5.2失效分析的目的78
4.5.3失效分析方法79
参考文献81
第5章显微组织分析与检验82
5.1金相试样的制备82
5.1.1取样82
5.1.2制样82
5.1.3显微组织的显示87
5.1.4制样中常见缺陷及其消除措施88
5.2光学显微镜与电子显微镜的应用90
5.2.1光学显微镜的应用90
5.2.2电子显微镜的应用95
5.3定量金相方法99
5.3.1定量金相的标准符号及基本公式100
5.3.2测量方法100
5.3.3定量金相数据的统计分析101
5.3.4常用显微组织参数测定举例102
5.3.5金相组织的数字图像及其处理技术106
5.3.6显微组织软件定量分析举例109
5.4彩色金相技术113
5.4.1彩色成像的基本原理113
5.4.2干涉膜形成方法113
5.4.3彩色显微摄影115
5.4.4彩色金相在显微检验中的应用115
5.5典型工程材料的显微组织检验119
5.5.1结构钢与工具钢的显微组织检验119
5.5.2钢中非金属夹杂物的检验125
5.5.3不锈钢与高锰钢的显微组织检验129
5.5.4铸铁的显微组织检验130
5.5.5铝及铝合金的显微组织检验132
5.5.6铜及铜合金的显微组织检验135
5.5.7钛及钛合金的显微组织检验136
5.5.8镁及镁合金的显微组织检验137
5.5.9锌及锌合金的显微组织检验138
5.5.10镍及镍合金的显微组织检验138
5.5.11轴承合金的显微组织检验138
5.5.12粉末冶金材料与硬质合金的显微组织检验139
5.6热处理显微组织检验的相关标准141
5.7热处理缺陷组织检验141
5.7.1偏析与带状组织检验141
5.7.2过热与过烧组织检验142
5.7.3脱碳组织检验144
参考文献145
第6章热处理金相检验与评级146
6.1低、中碳钢球化体评级146
6.2中碳钢和中碳合金钢马氏体评级152
6.3热作模具钢马氏体评级158
6.4高碳高合金冷作模具钢金相检验与评级163
6.4.1Cr12系列钢金相检验与评级163
6.4.2CrWMn钢金相检验164
6.5高速工具钢金相检验与评级166
6.5.1淬火晶粒度评级166
6.5.2淬火回火后过热程度评级167
6.6钢件感应淬火金相检验与评级168
6.7珠光体球墨铸铁件感应淬火金相检验与评级170
6.8钢件渗碳淬火回火金相检验与评级172
6.8.1渗碳层中马氏体评级172
6.8.2渗碳层中残留奥氏体评级172
6.8.3渗碳层中碳化物评级175
6.8.4渗碳件心部组织评级177
6.8.5渗碳表层内氧化评级177
6.9渗氮层金相检验与评级178
6.9.1渗氮层脆性评级178
6.9.2渗氮层疏松评级178
6.9.3渗氮层中氮化物评级180
6.10渗硼层金相检验与评级180
6.11渗金属金相检验181
6.11.1渗铬层的金相检验181
6.11.2渗铝层的金相检验182
6.11.3渗锌层的金相检验183
参考文献184
第7章力学性能试验185
7.1静拉伸试验185
7.1.1静拉伸试验的特点185
7.1.2试样185
7.1.3拉伸试验机186

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